实验三图形裁剪算法实现

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1、实验三图形裁剪算法实现实验学时：2学时实验类型：验证型实验要求：必修在使用计算机处理图形信息吋，计算机内部存储的图形往往比较大，而屏幕显示的只是阁的一部分。因此需要确定阁形中哪些部分落在显示区之(Al，哪些落在显示区之外，以使只显示落在显示区内的那部分图形。这个选择过程称为裁剪。最简单的裁剪方法是把各种图形扫描转换为点之盾，再判断各点是否在窗内。但那样太费时，一般不可取。这是因为冇些阁形绀成部分全部在窗UI外，可以完全排除，不必进行扫描转换。所以一般采川先裁剪再扫描转换的方法，多边形裁剪示意图，如图1-1所示。(a)裁剪前(b)裁剪后图1-1多边形裁剪示意图直线裁剪1.直线和窗口的

2、关系直线和窗U的关系如图1-2所示，可以分为如卜*3类：(1)整条直线在窗口内。此时，不需剪裁，显示整条直线。(2)整条且线在窗口外，此时，不需剪裁，不显示整条K线。(3)部分直线在窗口内，部分直线在窗U外。此吋，需耍求出直线与窗框的交点，并将窗口外的直线部分剪裁棹，显示窗口内的直线部分。直线剪裁算法冇两个主要步骤。首先将不需剪裁的且线挑出，即删去在窗外的直线。然后，对其余宜线，逐条与窗框求交点，并将窗口外的部分删去。2.Cohen-Sutherland直线剪裁算法以区域编码为基础，将窗口及其周围的8个方向以4bit的二进制数进行编码。如图1-3所示的编码方法将窗UI及其邻域分为5

3、个区域。(1)内域：区域(0000)。(2)上域：区域(1001,1000,1010)。(3)下域：区域(0101,0100,0110)。(4)左域：区域(1001，0001,0101)。100110001010000100000010010101000110P,图1-3WlI及M邻域的5个区域及与肖线的关系(5)心域：区域(1010,0010,0110)。当线段的两个端点的编码的逻辑“与”非零时，线段妯然为不可见的。对某线段的两各端点的区号进行位与运算，可知这两个端点是否同在视区的上、下、左、右。算法的主要思想是，对每条直线，如P,P2利用以下步骤进行判断：①对直线两端点编码分别

4、记为C,(P,)={6/,,Z?hChJ,},C2(P2)={6Z2,b2,c2,么}其中，at、bi、d、式取值范围为{l，0}，/e{l,2}o②如果则显示整条直线，取出下一条直线，返回步骤①；否则，进入步骤③。③如果

5、1=1，则求直线与窗上边的交点，并删去交点以上部分。如果

6、Z?2I=1»ICi—C*2

7、=1，丨d—d2

8、=1>进什类似处理。④返回步骤①判断K一条直线。多边形裁剪多边形裁剪算法的关键在于，通过剪裁，要保持窗uA多边形的边界部分，而且要将窗框的冇关部分按一定次序插入多边形的保贸边界之间，从而使剪裁后的多边形的边仍然保持封闭状态，以便填色算法得以正确实现，多边形

9、裁剪原理示意阁，如阁1-4所示。(b)按直线剪裁的多边形图1-4多边形裁剪原理示意图I(c)按多边形剪裁后的多边形(1)Sutherland-Hodgman算法思路：将多边形的各边先相对于窗U的某一条边界进行裁剪，然后将裁剪结果再与另一条边界进行裁剪，如此重复多次，便可得到最终结果。（2）实现方法：①设置两个表。输入顶点表（向量）——用于存放被裁剪多边形的顶点输出顶点表（线性链表）——用于存放裁剪过程中叫结果的顶点②输入顶点表中各顶点要求按一定顺序排列，一般可采用顺时针或逆时针方向。③相对于裁剪窗口的各条边界，按顶点表中的顺序，逐边进行裁剪。（3）具体操作步骤如下：①P,•若位于边

10、界线的可见一侧，则P,•送给输出顶点表。②P,•若位于边界线的不对见一侧，则将其舍弃。③除第一个顶点外，还要检查每一个P,•和前一•顶点Py是否位于窗口边界的同一•侧，若不在同一侧，则需计算出交点送给输出顶点表。④最后一个顶点则还要与A—起进行同样的检杏。如下阁1-6所示，是上述多边形裁剪的原理示意阁。图1-6多边形裁剪原现示意图2似q3Q图形裁剪编程1.程序设计功能说明如图1-7所示为图形裁剪的实用程序运行时的主界Iftf,首先根裾界側提示，在用户区双击，出现所需要裁剪的各种线段，再单击菜单中“阁形裁剪”，可选择其下拉菜单的各阁形裁剪选项完成各种图形裁剪（在窗U中红矩形框外的线

11、段或多边形被裁减掉）。图1-7“图形裁剪”程序主界面1.程序设计步骤程序“阁形裁剪”的设计步骤如不：(1)创建工程名称为“图形裁剪”单文档应用程序框梁(参看上面单文档应用程序框架的建立)。(2)编辑菜单资源。图1-8图形裁剪切界面设计如图1-8所示的菜雄项。在工作区的ResourceView标签屮，单击Menu项左边“+”，然后双击其子项IDR.MAINFRAME,并根裾表1-9中的定义编辑菜单资源。表1-9菜单资源表菜单标题菜单项标题标示符ID图形裁剪线段裁剪ID.